米国最大のオープンサイエンスな塩化物塩ループが、クリーンエネルギー技術を加速させる(America’s largest open-science chloride salt loop will accelerate clean energy technologies)

◆米国エネルギー省オークリッジ国立研究所の科学者たちは、再生可能エネルギー用の高度な熱伝達流体の性能を評価するために、さまざまな試験を可能にする独自のシステムの運用を開始しました。
◆FASTR（Facility to Alleviate Salt Technology Risks）と呼ばれるこのシステムの初回運転では、マグネシウム、カリウム、ナトリウムの塩化物溶融塩を混合した技術を太陽熱発電に使用する場合の実現可能性が評価されました。
◆FASTRは、腐食性のある塩化物塩を流動環境で研究するために設計された、この種のループとしては初の運転です。安定した運転と全体的な性能が証明されれば、次世代の集光型太陽熱発電（Gen3 CSP）の効率と経済的な競争力を高めることができます。また、塩化物塩は他に類を見ないほど安価な熱媒体であり、熱エネルギーの貯蔵に直接利用できる可能性があります。
◆パワータワー型太陽熱発電は、太陽光をミラーで集光し、タワー上部のレシーバーで熱媒体にエネルギーを供給することでエネルギーを回収・蓄積する発電方式です。これらのパワータワーでは従来、蒸気や硝酸塩を使用してエネルギーを伝達し、発電用のパワーサイクルを駆動していました。
◆ORNLの科学者は、2022年12月に正式に流動運転を開始したFASTRを使用して、高温エネルギー貯蔵および熱伝達流体としての溶融塩化物塩の新しいアプローチの実現可能性を研究しています。この施設では、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウムを混合した、融点が低く熱物性が良好で費用対効果の高い混合物を使用します。
◆DOEはGen3 CSP構想の初期に、溶融塩化物塩が1300度以上の発電所温度を可能にする主要な機会であると特定しました。研究者は塩化物塩の腐食科学と部品設計を詳細に検討しました。しかし、基本的な科学的研究を溶融塩の流動試験システムに拡張できることを証明するには、大きなギャップがありました。このニーズを満たすため、DOE Office of Energy Efficiency and Renewable Energy内のSolar Energy Technologies Officeが、オープンサイエンスの高温試験施設としてFASTRの開発をスポンサーとして提供しました。この施設の運用から得られる知識は、最終的に第3世代CSPの液体経路の統合に生かすことができます。
◆FASTRを建設するにあたり、科学者たちは前身であるORNLのフッ化物塩ループ（LSTL）を開発した経験をもとに、いくつかの技術的な進歩をもたらしました。FASTRはLSTLの2倍の大きさで、2インチの配管で高さは約23フィートです。また、出力と流量はLSTLの2倍です。FASTRの精製システムは、一度に200キログラムの塩のバッチを処理することができるようにスケールアップされています。FASTRで行われるテストは、LSTLの最高温度である1328度よりも高い温度に達することができます。